Seguridad en
Laboratorios
Normas de Seguridad
Laboratorio 5
- Normas Generales
- Electricidad; Precauciones con alta tensión
- Seguridad con Laseres
- Seguridad con elementos radioactivos
- Seguridad con líquidos criogénicos
Seguridad en
Laboratorios
LEER
REGLAS BÁSICAS DE HIGIENE Y SEGURIDAD
Normas de Seguridad para laboratorios superiores
No comer, beber, fumar o maquillarse.
No bloquear las rutas de escape o pasillos con elementos que entorpezcan la correcta circulación.
Conocer la ubicación de los elementos de seguridad: matafuegos, botiquín.
RUTINAS ANTE EMERGENCIAS
Llamar al interno 311 de las Oficinas de Seguridad y Control.
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Riesgos Eléctricos
•Incendios:
•Sobrecalentamiento de equipos
•Cercanía de materiales inflamables y/o combustibles con
equipos que levantan temperatura.
•Quemaduras:
•Contacto directo con un conductor que levantó temperatura.
•Chispas
•Descarga eléctrica: Chispas o arcos (peligrosos al trabajar con
alta tensión)
•Shock eléctrico: Se produce cuando una corriente eléctrica
atraviesa el cuerpo humano: Atención a las conexiones
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Riesgos Eléctricos
Neutro
Vivo
(220 V)
No levantar
equipos de
tierra sin
consultar
Tierra
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Riesgos Eléctricos
•Corriente (AC):
•< 25 mA → contracción muscular
•25-80 mA → contracción muscular +
parálisis temporal cardíaca y/orespiratoria
•80 mA – 4 A → Fibrilación ventricular (cambio de
ritmo cardíaco)
•> 4 A → Parálisis cardíaca, quemaduras
•La corriente DC es más peligrosa!!
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• Tension:
La R del cuerpo es muy variable, ( algunos kOhm).
A bajo voltajes la corriente circula por la piel.
El riesgo depende de la impedancia del contacto.
Si toda la I pasa por el cuerpo:
Máxima tensión de contacto ~ 70 V.
A voltajes 300-800 V se produce fibrilación.
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Alta tensión
• Asegurense que la fuente y el circuito estén a tierra
• Nunca toquen un elemento (cable) que haya sido conectado a
alta tensión sin antes cortocircuitarlo a tierra.
• Las fuentes de alta tensión pueden tener condensadores que
permanezcan cargados después de apagada la fuente. Una
descarga de un condensador cargado con alta tensión puede ser
letal. No toquen el vivo de la fuente sin antes asegurarse que este
descargada.
• Cubran todas las conexiones para evitar contactos accidentales.
•No usen cualquier cable, solo los específicos.
•Desconecte la alta tensión si se alejan del experimento.
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Riesgos en el Laboratorio
Los equipos conectados a la red. Revisar siempre:
Estado del enchufe y cables
Conexión a tierra (tercera pata)
Fuentes de alta tensión.
Daño en los equipos: Leer los manuales
Evitar que se produzcan cortocircuitos
Amperímetros se conectan en serie
Respetar polaridades
Respetar escalas
Respetar corrientes máximas
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Seguridad con láseres
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Daños en los ojos
Daños en la piel
en general de origen térmico, proteínas que se denaturalizan, o fotoquímico
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Clases de láseres
Daño ocular
Clase
Luz directa
Luz difusa
1
seguro
No
No
2 (vis)
< 1mW
Sólo después
de 0.25s
No
3a
1mW<P<5mW
Sí
No
3b
< 500mW
Si
Sólo cuando la
potencia está
cerca del límite
de 0.5 W
4
> 500 mW
Sí
Sí
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Daños en los ojos según la longitud de onda
Córnea
fotofobia, lagrimeo, cataratas
Cristalino
Retina
Cristalino
Córnea
daño retinal irreversible, pérdida parcial
o total de la visión
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enfoca en 10-20 mm
>105 veces más densidad
de potencia que en la pupila
zona visión detallada ~150mm
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Máxima exposición permitida (MEP)
(FCEyN)
IR
visible
MEP ( W / cm2)
Tipo de
láser
Long
de
onda
(mm)
Nd:YAG
CW
1.064
5 10-3
2 10-3
Nd:YAG
pulsado
(Q-S)
1.064
2 10-5
2 10-6
Diodo IR
0.840
2 10-3
He-Ne
0.632
2.5 10-3
3 10-4
2 10-5
Argón
0.514
2.5 10-3
2 10-5
1 10-6
T= 0.25 s
T=10s
T=600s
T=30.000
s
parpadeo parpadeo luz difusa 1 día laborable
reflejo
normal
durante
de exposición
alineación
1 mW de He-Ne en una pupila dilatada está 10 veces por encima del MEP
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ejemplos por debajo del MEP
• Luz directa de un puntero láser Clase II de menos de 1mW.
• Luz difusa de un láser de He-Ne (Clase 3a) incidiendo en una pared
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ejemplos que exceden el MEP
• Luz directa de un puntero láser de 5mW (Clase 3a) a menos de 17m
• Luz directa de un láser de He-Ne de más de 100 mW
• Estar a menos de 1 km de un haz directo de Nd:YAG (CW) de
alta potencia
• No usar antiparras de seguridad trabajando con un láser Clase IV
como los de Labo5
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Nunca mirar el láser directamente, cualquiera sea su Clase
•Siempre bloquear el haz en una pantalla o barrera apropiada. Confinar
el haz.
•Evitar utilizar relojes, colgantes, etc que puedan ocasionar una reflexión
directa del haz
•Extremo cuidado en la etapa de alineación
•Usar siempre antiparras de seguridad para Clase 4
•No permitir la circulación de gente cuando se trabaje con láseres
pulsados no confinados Clase 4
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Laboratorio 5
Láseres disponibles
Denominación y tipo
Potencia y longitud de onda
Clase
4.5 mW @ 670 nm
3a
Láseres de He-Ne
1 mW @ 630 nm
2
Láseres de He-Ne
10 mW @ 630 nm
3b
Láseres de He-Ne
15 mW @ 630 nm
3b
2W @ 800nm
4
100 a 300 mW @ 1064 nm
4
Láseres de semiconductor, diodo láser
Láser de diodo de alta potencia
Armado de cavidades, Nd:YAG, CW y pulsado
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Errores comunes
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Errores comunes
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Normas para el uso de material radiactivo
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a
Decaimiento alfa
A, Z
A-4, Z-2
Part. alfa: ionizan mucho el medio
que atraviesan, frenándose
rápidamente.
electrón
Decaimiento beta
A, Z
A, Z+1
Electrones: más penetrantes que las
partículas alfa, ionizan poco
el medio que atraviesan.
antineutrino
Neutrones: muy penetrantes, ionizan la
materia algo menos que las
partículas alfa.
Fisión espontánea
A, Z
neutrones
Decaimiento gamma
g
A, Z
A, Z
Rad. gamma: poco ionizantes, su
intensidad (no su energía!!)
decrece exponencialmente
a medida que atraviesan la
materia.
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Fuentes comúnmente utilizadas en laboratorios de investigación
plástico
plomo
papel
Radiación
alfa
electrón
gamma
gamma
electrón, alfa
Fuente
(Material radiactivo)
sellada
descubierta
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Actividad:
1 Becquerel = 1 desintegración por segundo
Otra unidad (vieja): 1 Curie = 3.7×1010 Bq
Actividad natural del cuerpo humano:
aproximadamente 12 kBq
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Dosis absorbida:
Cantidad de energía absorbida por unidad de masa
1 Gray = 1 Joule/kg
1 rad = 100 erg/g = 0.01 Gray
Dosis absorbida media anual:
aproximadamente 2 mGy
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Fuentes comúnmente utilizadas en el laboratorio
Radioisótopo
Actividad
[kBq]
Actividad
[mCi]
22Na
8
2.2
60Co
1
0.3
133Ba
0.5
0.1
137Cs
3
0.8
207Bi
1.5
0.4
fuentes de radiación gamma, selladas
Suponiendo una exposición de
t=900 s y d=1 cm
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Tiempo: dosis depende linealmente con el tiempo.
Distancia: exposición disminuye con el cuadrado de la distancia!!!
r
cemento
plástico
plomo
papel
Blindaje
alfa
electrón
gamma
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Utilización de material radiactivo en el laboratorio
Área de trabajo establecida
Acceso restringido
fuentes extraviadas
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Utilización de material radiactivo en el laboratorio
¿Uso de guantes, antiparras, botas?
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Epílogo
¿Son siempre inocuas las fuentes radiactivas?
NO!
(facultad) prácticas nuclear  1 - 10 kBq
(hospital) bomba de cobalto  50×109 kBq
¿Cómo me doy cuenta si una fuente es intensa?
¿Cómo distingo una fuente alfa de una fuente gamma?
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Líquidos criogénicos
Seguridad en su uso
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Se los denomina criogénicos a los líquidos con T < -150°C o sea T< 123°K.
Los mas usados son: helio, nitrógeno, y oxígeno
Helio: Peso Molecular: 4.003
Ebullición @ 1 atm: (-268.9°C, 4.1 oK)
Calor latente: 21 J/g
Nitrógeno: Peso Molecular : 28.01
Ebullición @ 1 atm: (-195.8°C, 77.2 oK)
Calor latente: 200 J/g
77 K
Oxígeno: Peso Molecular : 32
Ebullición @ 1 atm: (-183.0°C, 90 oK)
Calor latente: 213 J/g
Agua: Peso Molecular : 34
Ebullición @ 1 atm: (100.0°C, 373.15K )
Calor latente: 2200 J/g
4K
373 K
90 K
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• Cómo se los obtiene?
Mediante máquinas diseñadas para que el
gas realice ciclos termodinámicos
reduciendo su temperatura.
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Licuefactor de Nitrógeno -196
o
C
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Licuefactor de Helio -270 o C
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El bajo calor latente de vaporización de los líquidos
criogénicos hace que se evaporen rápidamente
1 Watt: 1 J/s
10 litros de HL
durante 20 segundos
100mL de NL
10-4 L de H2O
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Algunos modelos de termos de almacenaje o transporte
HL
NL
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Seguridad en Criogenia
•
Quemaduras
• La presión
• La humedad
• La combustión
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Quemaduras
Si la piel es expuesta a muy bajas T, el efecto es similar a una
quemadura (gravedad ~ tiempo, T). Puede ocurrir:
Durante transferencias, por salpicado
Por contacto con superficies frías. Se complica con la
adherencia rápida de la piel a la superficie, por la humedad
Es mas peligroso tener protección no adecuada que ninguna,
puede enfriarse y congelarse y es difícil de remover, el tiempo
de exposición aumenta,
En contacto con los ojos puede producir daño permanente.
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Protección:
Si puede haber salpicaduras: protección cara
Manos: guantes sueltos no absorbentes (cuero o PVC)
Manejo de volúmenes importantes: ropa sin bolsillos, pantalones
sin botamangas zapatos cerrados
Primeros auxilios:
.
Enjuagar con agua de la canilla, suave, para restablecer la
temperatura
No aplicar calor directo
Retirar joyas metales, llamar asistencia médica, reposo, sin
ingerir alimentos
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Laboratorios
Seguridad en
Laboratorios
Seguridad en
Laboratorios
LA PRESIÓN
Los líquidos criogénicos tienen bajos calores de vaporización
La evaporación puede ser muy rápida, y si están en reservorios
cerrados, la presión puede elevarse rápidamente.
Si se evapora 1 litro líquido de NL equivale a 680 litros de gas
a PTN. Si ocurre rápidamente, ese aumento de volumen resulta
en un aumento de presión
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La humedad
Los termos de almacenaje o transporte por otro lado deben
estar cerrados y “soplando” para evitar la condensación de por
ejemplo agua en los cuellos que pueda taparlos con al formación
de hielo.
En el caso de Helio es mas cuidadoso, el tapón sólido puede ser
hasta de aire.
Se soluciona con sopapas para romper el hielo y evitar el
aumento de presión-
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La combustión
El Oxígeno líquido es un excelente comburente (no es un
combustible)
Puede aumentar notablemente la combustión
No debe estar en contacto con grasas orgánicas, pudiendo
producirse una combustión espontánea.
Es por eso que se usa en los laboratorios
Nitrógeno líquido
Pero notar que si un termo es dejado abierto durante un
tiempo (horas) se enriquecerá con Oxígeno, su T aumentará, y
saturará en la composición de aire líquido, comportándose mas
como Oxígeno líquido.
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